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高爐處理含鋅除塵灰冶煉含釩鋼渣的方法

2514   編輯:吉利娜   來源:上海西勘環境科技有限公司  
2022-03-04 15:54:38

權利要求

1.高爐處理含鋅除塵灰冶煉含釩鋼渣的方法,其特征在于,包括以下步驟: S1:將熱破后含釩鋼渣在熱鏈板機上和含鋅除塵灰球團、碳質還原劑、熔劑硅石按比例混合好后送到保溫料罐,形成合格料批; S2:通過保溫料罐提升到爐頂料倉,經料管加入到熔融還原電爐里冶煉,經過電爐高溫加熱還原冶煉后,含釩鋼渣和含鋅除塵灰熔化,原料中的FeO、V 25在高溫冶煉下還原成含釩合金; S3:按時出鐵、出渣,合金鐵水經過爐前鑄鐵機鑄成釩合金塊; S4:爐渣經高壓水進行水淬并形成水渣,水渣進入高爐水渣池。

2.根據權利要求1所述的高爐處理含鋅除塵灰冶煉含釩鋼渣的方法,其特征在于,在步驟S1中,含釩鋼渣還混合有改性劑,爐渣達到一定的量就從出渣口排出,然后用高壓水沖擊液態渣讓爐渣改變物理形態,再利用高壓水把水渣沖入水渣池。 

3.根據權利要求1所述的高爐處理含鋅除塵灰冶煉含釩鋼渣的方法,其特征在于,所述含鋅除塵灰球團與溶劑硅石的總質量與含釩鋼渣的總質量比例在1.1:6-1.2:6之間。 

4.根據權利要求1所述的高爐處理含鋅除塵灰冶煉含釩鋼渣的方法,其特征在于,所述含釩鋼渣的密度范圍在3.2-3.9g/cm 3。

說明書

一種高爐處理含鋅除塵灰冶煉含釩鋼渣的方法

技術領域

本發明涉及高爐處理含鋅除塵灰冶煉含釩鋼渣的方法,屬于冶金工藝技術領域。

背景技術

釩鈦是國家重要的戰略資源,廣泛應用于航空航天、軍工、鋼鐵、有色、化工等行業,釩被稱為“現代工業的味精”,在鋼鐵、有色、化工、航空航天、生物等領域應用廣泛,在鋼中加入釩,可以改善鋼的耐磨性、強度、硬度、延展性等性能,加入0.1%的釩,可提高鋼強度10%-20%,減輕結構重量15-25%,降低成本8-10%。加強釩鈦資源綜合開發利用,促進釩鈦產業可持續發展,對我國工業發展和國防建設具有重要意義。

近年來,隨著鋼鐵工業的發展,轉爐煉鋼鋼渣的排放量逐年增多,據世界鋼鐵協會發布數據,我國粗鋼產量為10億多噸,年鋼渣排放量高達1億噸,而我國鋼渣的綜合利用率僅為40%左右,與發達國家(如:美國、日本和德國)的70%有明顯差距,造成大量未經處理的鋼渣堆積成山,這不僅占用田地,污染環境,給企業帶來經濟負擔,帶來環境風險,鋼渣堆場粉塵遇風飛揚,對周圍居民莊稼和生活質量的負面影響是無法估量的。因此,如何充分利用好廢棄的鋼渣資源,成為冶金行業全球性問題。解決好轉爐煉鋼鋼渣利用問題,既是改善環境、實現可持續發展的內在需要,也是發展循環經濟、建設資源節約型企業的根本所在。

鋼渣不同于鐵渣,含有游離的氧化鈣,性質不穩定,因此鋼渣的預處理工藝是后期利用的關鍵,目前鋼渣利用率不高,利用難度大,利用途徑較多,但量少。常用的處理方式是通過熱潑熱悶后,使大塊粉化,然后破碎、粉磨、選鐵,部分處理后的鋼渣返回燒結和煉鋼作為熔劑使用,部分陳化處理后應用于建材領域。

目前,國內外普遍采用的轉爐鋼渣利用技術主要有:①鋼渣作為鋼鐵冶煉熔劑使用:燒結礦中配加鋼渣,不僅可以作為增強劑提高燒結礦強度,而且可以充分利用鋼渣中CaO、MnO、MgO、FeOt等有用成分;②轉爐鋼渣通過熱悶工藝處理后,可滿足國標筑路用鋼渣的要求,可替代碎石使用;③轉爐鋼渣應用于混凝土路面磚產品;④轉爐鋼渣磁選,可回收轉爐鋼渣中的金屬鐵,磁選尾渣可用于制作水泥和免燒磚等;⑤采用鋼渣?;募夹g可回收轉爐鋼渣中的金屬鐵元素,處理后的轉爐鋼渣,還可供水泥廠礦渣微粉生產線或水泥生產線配料使用;⑥利用轉爐鋼渣和廢陶瓷粉制備再生陶瓷磚;⑦鋼渣微粉和鋼渣砂制作水泥砂漿;⑧轉爐鋼渣返回轉爐煉鋼,替代造渣料使用,回收單質鐵,節約石灰用量,縮短煉鋼成渣時間,改善爐渣流動性;⑨在轉爐鋼渣中加入添加劑合成新型農業肥料用于農業生產可以使其含有的有益元素得到充分利用,不會對農產品及土壤環境造成危害。

雖然轉爐鋼渣的有效利用途徑較多,但轉爐鋼渣的有效利用率仍然很低,在40%左右,雖然開展了大量的應用途徑研究,但真正實現產業化的途徑不多。例如生產鋼渣微粉、鋼渣水泥工藝都已經制定了相應的國家標準,但在后期推廣應用過程中效果不理想。目前應用上規模,持續應用的途徑有兩條,一是通過簡單處理后返回燒結和煉鋼工序作為熔劑使用,替代部分生石灰,二是生產墻體砌塊、市政工程材料等。寧波太極公司采用鋼渣作為煙氣凈化原料,在包鋼上了一條生產線,處理有一定效果,處理后的鋼渣用于改造鹽堿地,種植牧草、苜蓿等,實現以廢治廢和綜合利用。北京建筑研究總院研發熔態鋼渣?;约凹訅簾釔烇@熱回收工藝,已經在部分鋼鐵企業實際應用。

冶金行業除塵灰量約為鋼產量的1%~3%,年約產出1000余萬噸;對于除塵灰資源的利用,目前,冶金行業粉塵綜合利用方式,基本是重新造塊,如重新燒結、造球、壓塊等,有的甚至直接當做廢料外賣,火法處理工藝未見報道。國外,日本新日鐵處理冶金粉塵是:77%送燒結、造塊,23%堆放;國內,寶鋼約48%送燒結、造塊,42%外賣,10%深加工或提純。高爐除塵灰中含有豐富的Fe化合物和碳,還有部分堿土金屬(如:Zn、K、Na)等,以及少量的貴重金屬,綜合回收利用價值可觀。高爐除塵灰中鐵主要是以Fe 34、Fe 23形式存在,經高溫再生形成磁鐵礦和赤鐵礦,元素碳雖結晶極其復雜,但對回收利用的影響不大。高爐除塵灰中的有害元素Zn、K、Na和S、P、Cl等對冶煉的影響近年來愈見突出,特別是多種有害元素在高爐中的綜合作用,其中,Zn、K、Na容易在高爐中累積并侵蝕爐襯的耐火材料,而S、P則嚴重影響鐵水質量。高爐除塵灰中有害元素的嵌布粒度極細,存在形式多為絮狀結晶,且以Zn形核長大為主,主要以氧化鋅晶體形式存在,K和Cl形成KCl粘附于絮狀晶體上,S也幾乎全部集中在絮狀晶體中,這些有害元素都不易除去。目前所有鋼鐵企業均是返回燒結配料使用,但由于部分除塵灰中含鋅,將造成高爐鋅負荷的增加,造成高爐冶煉不順。為此,大多數企業采取的方式是將鋅含量較高的除塵灰外賣給鋅生產企業作為生產金屬鋅的原料,將鋅含量較低的除塵灰返回燒結配料使用。

發明內容

為了解決現有技術中含釩鋼渣有效利用率低,利用難度大,利用途徑較多但量少的問題,本發明提出一種高爐處理含鋅除塵灰冶煉含釩鋼渣的方法,在熔融還原電爐內采用碳熱還原、選擇性還原技術將轉爐含釩鋼渣、含鋅除塵灰、碳質還原劑和硅石等物料還原成含釩合金,經澆鑄成塊后得到含釩合金塊,生產工藝簡單,技術成熟可靠,操作技術易掌握。

本發明所要解決的技術問題采取以下技術方案來實現:

一種高爐處理含鋅除塵灰冶煉含釩鋼渣的方法,包括以下步驟:

S1:將熱破后含釩鋼渣在熱鏈板機上和含鋅除塵灰球團、碳質還原劑、熔劑硅石按比例混合好后送到保溫料罐,形成合格料批;

S2:通過保溫料罐提升到爐頂料倉,經料管加入到熔融還原電爐里冶煉,經過電爐高溫加熱還原冶煉后,含釩鋼渣和含鋅除塵灰熔化,原料中的FeO、V 25在高溫冶煉下還原成含釩合金;

S3:按時出鐵、出渣,合金鐵水經過爐前鑄鐵機鑄成釩合金塊;

S4:爐渣經高壓水進行水淬并形成水渣,水渣進入高爐水渣池。

作為優選實例,在步驟S1中,含釩鋼渣還混合有改性劑,爐渣達到一定的量就從出渣口排出,然后用高壓水沖擊液態渣讓爐渣改變物理形態,再利用高壓水把水渣沖入水渣池。

作為優選實例,所述含鋅除塵灰球團與溶劑硅石的總質量與含釩鋼渣的總質量比例在1.1:6-1.2:6之間。

作為優選實例,所述含釩鋼渣的密度范圍在3.2-3.9g/cm 3。

本發明的有益效果是:

本發明提出一種高爐處理含鋅除塵灰冶煉含釩鋼渣的方法,在熔融還原電爐內采用碳熱還原、選擇性還原技術將轉爐含釩鋼渣、含鋅除塵灰、碳質還原劑和硅石等物料還原成含釩合金,經澆鑄成塊后得到含釩合金塊,生產工藝簡單,技術成熟可靠,操作技術易掌握,碳熱選擇性深還原首發技術,工藝較為成熟,且綠色環保、經濟性好,無其它固廢產生,可高效提取鐵、釩、鋅等有價元素,提高含釩鋼渣的有效利用率。

附圖說明

圖1為本發明的工藝流程圖。

具體實施方式

為了對本發明的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解,下面結合具體圖示及實施例,進一步闡述本發明。

如圖1所示,本發明提供一種高爐處理含鋅除塵灰冶煉含釩鋼渣的方法,包括以下步驟:

S1:將熱破后含釩鋼渣在熱鏈板機上和含鋅除塵灰球團、碳質還原劑、熔劑硅石按比例混合好后送到保溫料罐,形成合格料批;

S2:通過保溫料罐提升到爐頂料倉,經料管加入到熔融還原電爐里冶煉,經過電爐高溫加熱還原冶煉后,含釩鋼渣和含鋅除塵灰熔化,原料中的FeO、V 25在高溫冶煉下還原成含釩合金;

S3:按時出鐵、出渣,合金鐵水經過爐前鑄鐵機鑄成釩合金塊;

S4:爐渣經高壓水進行水淬并形成水渣,水渣進入高爐水渣池。

優選的,在步驟S1中,含釩鋼渣還混合有改性劑,爐渣達到一定的量就從出渣口排出,然后用高壓水沖擊液態渣讓爐渣改變物理形態,再利用高壓水把水渣沖入水渣池。

優選的,所述含鋅除塵灰球團與溶劑硅石的總質量與含釩鋼渣的總質量比例在1.1:6-1.2:6之間。

優選的,所述含釩鋼渣的密度范圍在3.2-3.9g/cm 3。

實施例:

用敞口型的鑄鋼渣盆裝熱鋼渣,轉爐的冶煉周期25分鐘,每次出渣量在6噸,硅石和含鋅除塵灰球團按6噸轉爐渣的比例1.18噸鋪在渣盆里,轉爐出來的液態渣倒入渣盆時有沖擊和攪拌作用(操作時要做好安全防護,防止爆炸和紅渣飛濺傷人),讓轉爐渣、硅石、含鋅除塵灰球團充分混合,硅石、含鋅除塵灰球團迅速將轉爐渣的熱量吸收,通過從煉鋼車間到含釩冶煉車間運輸的時間讓轉爐渣固化。本發明采用河北思萊格的熱渣破碎系統,將渣盆直接用行車吊裝到熱渣破碎系統上,熱渣破碎系統進行翻渣盆和破碎,出料口采用熱鏈板輸送到保溫料罐,同時按比例配入事先準備好的硅石、含鐵物料和碳質還原劑,同時加入保溫料罐。保溫料罐初步選能裝10噸料的料罐,鋼渣密度取3.2~3.9g/cm 3,則料罐容積初選4~5m 3,爐頂提升行車初步選25噸的精準定位行車。用碳質還原劑還原含釩鋼渣里的鐵和釩,還原劑的用量直接影響冶煉的過程。為了降低產品的含磷量,配入一定的含鐵物料來降低磷含量。配入適量的硅石達到冶煉含釩合金的渣型,根據在實驗過程中渣型和用碳量對含釩合金冶煉比較重要。合金量達到一定量后從出鐵口排出,然后上鑄鐵機澆鑄。得到成品的含釩合金,含釩合金指標V 2.1%、Si 1.5%、C 4%、P 0.65%。在冶煉過程中考慮到爐渣的改性,在配料時就要考慮加入改性劑,爐渣達到一定的量就從出渣口排出,然后用高壓水沖擊液態渣讓爐渣改變物理形態,讓爐渣的比表面積和活性達到改性水淬渣的要求,然后利用高壓水把水渣沖入水渣池,水渣池利用原有的高爐水渣池。經過上述工藝冶煉含釩鋼渣得到的主要產品是含釩合金,附屬產品有高鋅富集灰和改性水淬渣。

以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解,本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思做出諸多修改和變化。因此,凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案,皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。

聲明:
“高爐處理含鋅除塵灰冶煉含釩鋼渣的方法” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業用途,請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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